Évolution des transports et impacts sur l'environnement et la qualité de vie
Une séquence du projet En marchant, en roulant, en naviguant... je suis « écomobile » !
Résumé
Cette séquence permet d'aborder ou d'approfondir à différents niveaux les impacts des différents moyens de transport sur la santé et la qualité de vie, ainsi que sur la perturbation du milieu naturel. Les élèves étudient également l’organisation des réseaux de transport et distinguent les transports de marchandises et de personnes.
Ils enquêtent sur l’évolution des modes de déplacement ces dernières années (trois générations).
CE2 et cycle 3
Module pédagogique Partie II Séquence 1 – Impacts des transports sur les hommes…
Séquence 1 : Impacts des transports sur les hommes et leur qualité de vie
Niveaux accessibles
CE2, CM1, CM2, 6e
Présentation de la séquence
Cette séquence est constituée de quatre séances qui sont indépendantes et peuvent donc être menées séparément et dans n’importe quel ordre.
Les élèves étudient les différents impacts des transports : pollution de l’air, consommation d’espace, activité physique et civisme.
Le scénario conceptuel ci-dessous permet de suivre la progression notionnelle, exprimée en langage élève.
Les transports présentent différents avantages et inconvénients pour l’homme.
Les transports permettent aux hommes d’explorer leur environnement, d’échanger des marchandises, de découvrir
d’autres cultures, et de se faciliter la vie au quotidien.
Certains modes de transport nuisent à la santé et à la qualité de vie.
Séance introductive
Séance introductive Séance introductive
Les transports qui utilisent des énergies fossiles émettent des
polluants (gaz et particules).
Ces polluants provoquent des maladies du système
repiratoire, des irritations, des maux
de tête…
Tous les moyens de transport ne sont pas accessibles aux personnes à mobilité
réduite.
L’environnement dans lequel se trouvent les
usagers est propice à des incivilités.
Les transports
« doux » permettent de pratiquer une activité physique régulière, bonne pour
la santé.
Le risque d’accident est variable en fonction des moyens
de transport.
L’activité physique présente de nombreux avantages
pour la santé.
L’étalement urbain entraîne la perte d’espaces naturels ou agricoles et un rallongement des distances parcourues
quotidiennement.
Le temps de trajet augmente dans
les villes.
Séance 1 Séance 4 Séance 3 Séance 4
Séance 4 Séance 2
Séance 1 Séance 2 Séance 3
Résumé des séances
Titre Modalités
d’investigation Résumé
1 : Les transports ont-ils un impact sur la qualité
de l’air ? Étude documentaire
Les élèves tracent la courbe des émissions de NOx en fonction des heures sur quatre jours afi n de comprendre le lien entre activité humaine et pollution de l’air.
2 : Comparaison de la voiture et du bus en ville : quel espace ? quel temps de trajet ?
Modélisation
À l’aide de miniatures, les élèves comparent l’espace pris par la voiture et par le bus pour transporter le même nombre de personnes. Ils s’interrogent alors sur la manière de se déplacer en ville.
3 : Tous les moyens de transport permettent- ils la même activité physique ?
Expérimentation
Les élèves comparent l’énergie dépensée lorsqu’ils pratiquent une activité physique et lorsqu’ils restent assis. La classe fait le lien avec les bienfaits du vélo ou de la marche par rapport à la voiture.
4 : Comment bien
voyager ensemble ? Débat
Les élèves témoignent des problèmes qu’ils rencontrent au quotidien dans les transports et cherchent des solutions pour y remédier.
Module pédagogique Séquence 1 Séance 1 – Les transports ont-ils un impact… Partie II
Séance 1 – Les transports ont-ils un impact sur la qualité de l’air ?
Niveaux conseillés CM2, 6e Résumé
Les élèves tracent la courbe des émissions de NOx en fonction des heures sur quatre jours afi n de comprendre le lien entre activité humaine et pollution de l’air.
Notions
• Les transports qui utilisent des énergies fossiles émettent des polluants (gaz et particules).
• Ces polluants provoquent des maladies du système respiratoire, des irritations, des maux de tête…
Modalité
d’investigation Étude documentaire
Matériel
Pour chaque élève :
• Photocopie de la fi che 18 (Concentration de l’atmosphère en NOx au cours de la journée)
• Photocopie de fi che 19 (Graphique de la concentration en NOx), si possible sur papier-calque ou transparent
Lexique Qualité de l’air, polluant
Durée 1 h 30
Question initiale
L’enseignant débute la séance en demandant : Pourquoi dit-on parfois que l’air est pollué ? En quoi certains moyens de transport peuvent-ils polluer l’air ?
Après avoir noté les réponses des élèves, on défi nit en classe entière le vocabulaire qui aura été cité.
En particulier, on revient, dans la discussion, sur le fait que l’air est composé de différents gaz (azote : 78 %, dioxygène : 20 %, autres : 1 % = gaz rares, dioxyde de carbone…). On parle de pollution quand la proportion de ces gaz change, ou quand d’autres gaz apparaissent.
Étude documentaire (par groupes)
L’enseignant distribue la fi che 18 (Concentration de l’atmosphère en NOx au cours de la journée) qui présente, pour différents jours de la semaine, l’évolution de la concentration de l’atmosphère en NOx.
L’exemple pris est celui de la ville de Bordeaux (station Eysines située près de la rocade).
L’enseignant s’assure que les élèves arrivent bien à lire le tableau (il peut le faire en demandant par exemple : « quelle est la concentration en Nox de l’air, à Bordeaux, le 8 avril à 16 heures ? »). La classe discute du sens du mot « NOx » et des unités utilisées (1 mètre cube = 1 000 litres, 1 microgramme = 1 millionième de gramme).
Note scientifi que
• On peut, dans cette séance, se contenter de dire que les NOx sont une famille de gaz polluants (les oxydes d’azote).
• Si l’enseignant souhaite aller plus loin sur ces molécules et leurs impacts, il peut soit proposer une étude documentaire sur 30 minutes (supplémentaires à la séance), soit apporter lui-même les informations et expliquer que ces gaz provoquent des maladies du système respiratoire, des irritations, des maux de tête… (cf. l'éclairage scientifique).
Les élèves sont répartis par groupes de 4 : chaque élève réalise un graphique pour une journée. Un code couleur défi ni en classe entière permet d’identifi er les différentes courbes (une couleur par journée). Si possible, les graphiques vierges seront imprimés sur des transparents ou du papier-calque, ce qui permettra à chaque groupe de comparer les 4 journées, en superposant les graphiques. Sinon, en plaçant les feuilles l’une sur l’autre devant les fenêtres, on peut visualiser, par transparence, le graphique complet.
Note pédagogique
Il est possible de demander aux élèves de construire eux-mêmes les graphiques (en choisissant les axes, échelles…) : prévoir, dans ce cas, une séance supplémentaire.
Mise en commun
En classe entière, on décrit et on analyse ces graphiques. Les élèves cherchent à quoi sont dues ces émissions. Ils réfl échissent ensuite à quel jour de la semaine correspondent ces dates. S’ils ne trouvent pas, l’enseignant explique que ces dates sont un samedi, un dimanche, un lundi, un mercredi de la même semaine. Les élèves reviennent alors sur les différences entre les graphiques et cherchent à les expliquer.
Classe de CM2 d’Anne-Marie Lebrun (Bourg-la-Reine)
Superposition de différentes courbes tracées sur des calques.
En bleu, le samedi 6 avril (sorties de loisir en fi n de journée), en noir, le dimanche 7 (retours de week-end en fi n de journée), en rouge, le lundi 8 (pic de trafi c le matin pour partir au travail ; le soir, les retours sont plus étalés) et en vert le mercredi 10 (on retrouve le même pic que le lundi le matin, mais l’après-midi montre davantage d’activités : ce sont les sorties et loisirs).
Module pédagogique Séquence 1 Séance 1 – Les transports ont-ils un impact… Partie II
Les pics d’émission de polluants correspondent aux périodes de pointe du transport automobile, et donc aux activités (trajet domicile-travail, retour de week-end, activités de loisir…). L’enseignant pourra préciser que les NOx sont issus à 60 % du transport routier, et en particulier des véhicules diesels.
Conclusion
La classe élabore une conclusion collective, par exemple : L’usage massif de l’automobile est source de pollution.
Variante
On peut réaliser une séance similaire à celle-ci en évoquant, à la place des NOx, d’autres polluants dont le lien avec le trafi c automobile est avéré. C’est le cas par exemple du CO2 ou des particules. Des fi ches documentaires supplémentaires sont disponibles sur le site Internet du projet.
Prolongement possible
La classe peut prolonger ce travail sur les nuisances du trafi c automobile en s’intéressant par exemple aux nuisances sonores (le bruit, en ville, provient à 80 % des transports terrestres). Pour cela, on peut réaliser des études documentaires sur les effets du bruit sur la santé, et étudier des cartes de pollution sonore. Par exemple, pour la ville de Paris : http://www.bruitparif.fr
Classe de CM2 de Marion Fouret (Le Kremlin-Bicêtre)
FICHE 18
Concentration de l’atmosphère en NOx au cours de la journée
Consigne : Ce tableau montre la concentration de l’air, heure par heure, en NOx (oxydes d’azote). Les mesures ont été faites à Bordeaux, en avril 2013. À l’aide des tableaux ci-dessous et du graphique de la fi che suivante, trace l’évolution de la concentration de l’air en NOx au cours d’une journée.
Source : Airaq
Heures Le 6.4.2013 Le 7.4.2013 Le 8.4.2013 Le 10.4.2013 NOx (µg/m3) NOx (µg/m3) NOx (µg/m3) NOx (µg/m3)
1 22 25 15 15
2 22 21 13 19
3 16 22 17 18
4 15 21 21 27
5 14 25 36 40
6 17 26 71 81
7 15 32 72 86
8 15 33 73 61
9 16 30 47 52
10 15 28 33 30
11 14 27 24 37
12 14 23 34 30
13 12 17 37 30
14 13 21 32 36
15 15 20 30 41
16 15 25 41 55
17 21 30 37 69
18 24 31 36 65
19 16 38 29 25
20 19 50 29 21
21 19 39 26 22
22 22 34 17 27
23 28 23 15 30
24 28 21 9 26
Module pédagogique Séquence 1 Séance 1 – Les transports ont-ils un impact… Partie II
FICHE 19
Graphique de la concentration en NOx
Séance 2 – C omparaison de la voiture et du bus en ville : quel espace ? quel temps de trajet ?
Niveaux conseillés CE2, CM1, CM2, 6e Résumé
À l’aide de miniatures, les élèves comparent l’espace pris par la voiture et par le bus pour transporter le même nombre de personnes. Ils s’interrogent alors sur la manière de se déplacer en ville.
Notions
• Le temps de trajet augmente dans les villes.
• L’étalement urbain entraine la perte d’espaces naturels ou agricoles, et un rallongement des distances parcourues quotidiennement.
Modalité
d’investigation Modélisation
Matériel
Pour chaque élève :
• Photocopie de la fi che 20 (Les déplacements en France) Pour la classe, au choix :
• Soit 83 petites voitures + un bus (demander aux élèves de les apporter)
• Soit 3 photocopies de la fi che 21 (Vignettes bus et voitures) Lexique Surface, étalement urbain, temps de trajet, trafi c
Durée 45 min
Avant-propos
Demander aux élèves, quelques jours avant de démarrer cette séance, de rapporter dans la classe des petites voitures et un bus pour ceux qui en possèdent.
Étude documentaire (collectivement)
L’enseignant démarre la séance en distribuant une photocopie de la fi che 20 (Les déplacements en France). Après un temps de lecture individuelle, l’enseignant s’assure que le vocabulaire ne pose pas de problème (trafi c fl uide, trafi c saturé notamment). Chaque document est analysé collectivement.
• Le premier montre que la voiture est de loin le transport dominant en France et qu’elle est de plus en plus utilisée, au détriment de la marche et du vélo. Il montre également que les transports en commun, pourtant objets de nombreux investissements, n’augmentent pas dans les usages.
• Le second document montre une conséquence de la prééminence de la voiture sur les autres moyens de transport : le trafi c est souvent saturé (embouteillages), rallongeant les temps de trajet.
L’enseignant explique qu’il y a environ 38 millions de voitures en France, pour environ 28 millions de ménages 22.
La classe peut alors discuter des autres conséquences de la présence massive de la voiture dans nos villes : bruit, pollutions, dangers, etc. La discussion peut alors porter sur un autre aspect : la place (au sens
« l’espace ») prise par les voitures dans une ville (routes, parkings, garages, stations-service, etc.). Cette place est prise au détriment des habitants (chaussées pour les piétons, pistes cyclables, espaces verts…).
Modélisation (collectivement)
L’enseignant demande : Combien peut-on transporter de personnes dans une voiture ? puis Combien de personnes y a-t-il réellement ? Il pose ensuite les mêmes questions pour le bus.
22. Sources : Comité des constructeurs français d’automobiles / INSEE.
Module pédagogique Séquence 1 Séance 2 – Comparaison de la voiture et du bus… Partie II
Il précise qu’une voiture est occupée en moyenne par 1,2 personnes et qu’un bus comporte une centaine de places et qu’il est plein aux heures de pointe.
Note pédagogique
Suivant les classes, il se peut que l’information « 1,2 passager par voiture » pose problème. Dans ce cas, on pourra soit arrondir à 1 passager par voiture, soit le formuler autrement, en disant que 10 voitures permettent de transporter 12 personnes.
L’enseignant propose alors de représenter côte à côte l’espace pris par 1 bus et par 83 voitures. S’il a pu rassembler des petites voitures et un bus à la même échelle, il s’agit simplement de les placer.
Sinon, on peut utiliser les vignettes de la fi che 21 (il faut la photocopier en 3 exemplaires pour avoir 83 voitures) et les coller sur une grande affi che. Cette petite activité permet de mieux se rendre compte de la place énorme que prend la voiture, comparée aux transports en commun.
Ici, le bus est symbolisé par le rectangle jaune, au centre de l’image. Classe de CM2 de Cécile Perrin (Le Kremlin-Bicêtre)
Classe de CM2 de Kévin Faix (Le Kremlin-Bicêtre)
L’enseignant anime la discussion sur la place très importante de la voiture dans nos villes, qui occasionne les embouteillages, rallonge les temps de transport et augmente les nuisances (bruit, pollution, stress).
Cette discussion peut mener à trouver des solutions alternatives : transports en commun, marche, vélo…
Conclusion
La classe élabore une conclusion collective, par exemple : Le nombre très important d’automobiles, leur faible taux d’occupation et la surface qu’elles occupent créent une saturation du réseau, des embouteillages et une augmentation des temps de trajet.
Module pédagogique Séquence 1 Partie II Séance 2 – Comparaison de la voiture et du bus…
FICHE 20
Les déplacements en France
Temps de trajet pour parcourir 3 km TRAFIC FLUIDE TRAFIC SATURE
36 min 36 min
12 min 12 min
7 min 18 min
7 min 27 min
FICHE 21
Vignettes bus et voitures
ALP
Module pédagogique Séquence 1 Séance 3 – T ous les moyens de transport… Partie II
Séance 3 – Tous les moyens de transport permettent-i ls la même activité physique ?
Niveaux accessibles CE2, CM1, CM2, 6e Résumé
Les élèves comparent l’énergie dépensée lorsqu’ils pratiquent une activité physique et lorsqu’ils restent assis. La classe fait le lien avec les bienfaits du vélo ou de la marche par rapport à la voiture.
Notions
• L’activité physique présente de nombreux avantages pour la santé.
• Les transports « doux » permettent de pratiquer une activité physique régulière, bonne pour la santé.
Modalité
d’investigation Expérimentation
Matériel Photocopie de la fi che 22 (Les calories dépensées) Lexique Calories, énergie
Durée 1 h
Question initiale
L’enseignant demande : Est-ce que l’activité physique est bonne pour la santé ? pourquoi ? Les élèves répondent et se justifi ent oralement (exemples de réponses : si on n’en fait pas, on grossit / ça fait du bien au cerveau car on pense à autre chose / ça développe les muscles / on respire mieux…).
L’enseignant demande ensuite ce qui se passe quand on pratique une activité physique. Exemple de réponses : on est essouffl é, on a des points de côté, on a le cœur qui bat plus vite, on transpire…
Expérience (individuellement)
L’enseignant propose ensuite une petite séance de sport pour :
• vérifi er les hypothèses précédentes ;
• constater que la dépense énergétique est supérieure quand la distance parcourue ou la vitesse augmentent.
Avant de réaliser cet exercice physique, il demande comment on peut mesurer l’énergie dépensée.
Sans diffi culté, les élèves pensent au podomètre, aux applications pour smartphone, etc. En fonction du matériel disponible, on se contentera soit de mesures physiologiques (pouls, rythme respiratoire, transpiration…) soit de calculs (applications smartphone, calculateurs en ligne : voir exemples sur le site du projet…).
Notes scientifi ques et pédagogiques
• Attention ! les instruments ne sont pas forcément bien calibrés (par exemple, le podomètre compte les foulées et ne prend pas en compte la vitesse ou le poids de l’individu pour calculer la dépense énergétique).
• Les applications pour smartphone sont en principe plus fiables car elles permettent de configurer l’application et prennent en compte, via le GPS, la vitesse de l’individu, et donc la puissance développée. Elles sont également paramétrables en fonction de l’utilisateur (notamment son poids).
• Il peut être nécessaire de définir quelques unités d’énergie, notamment la calorie ou la kilocalorie (en référence aux étiquetages alimentaires). Une calorie vaut 4,18 joules. Attention aux notations : 1 cal = 1 kcal = 1 000 cal. Un enfant de 10 ans a besoin d’environ 2 000 cal par jour.
Classe de CM2 de Bénédicte Lubineau (Senlis)
Étude documentaire (collectivement)
Après avoir constaté que l’activité physique permet de dépenser de l’énergie, l’enseignant demande : Quelle est notre activité physique dans les différents moyens de transport ? Il leur demande de comparer la marche, le vélo, la voiture, les transports en commun… Ne pas oublier que, lorsqu’on utilise les transports en commun, on fait de la marche à pied ! Pour vérifi er les réponses des élèves on leur distribue une photocopie de la fi che 22 (Les calories dépensées).
Conclusion
La classe élabore une conclusion collective, par exemple : Les transports « doux » permettent de pratiquer une activité physique régulière, bonne pour la santé.
Module pédagogique Séquence 1 Partie II Séance 3 – T ous les moyens de transport…
FICHE 22
Les calories dépensées
Activité Énergie dépensée
en 1 heure (kcal)
Marche à 4 km/h 160 à 190
Course à pied à 10 km/h 740 à 800
Course à pied à 20 km/h 2 000 à 2 300
Vélo à 20 km/h 370 à 400
Danse rapide 320 à 340
Football 900 à 980
Rester assis 80 à 90
Dormir 60 à 75
Skate-board ou rollers 400 à 450
Attention : ces chiffres varient en fonction du poids, de la taille, du sexe, de l’âge, de l’état physiolo gique… Les données ci-dessus concernent un individu dit « moyen ».
Source : www.akelys.com
Séance 4 – Comm ent bien voyager ensemble ?
Niveaux accessibles CE2, CM1, CM2, 6e
Résumé Les élèves témoignent des problèmes qu’ils rencontrent au quotidien dans les transports et cherchent des solutions pour y remédier.
Notions
• L’environnement dans lequel se trouvent les usagers est propice à des incivilités (bruit, chaleur, stress, trafi c…).
• Tous les transports en commun ne sont pas accessibles aux personnes à mobilité réduite.
• Le risque d’accident est variable en fonction du moyen de transport.
Modalité
d’investigation Débat
Lexique Incivilités / personnes à mobilité réduite / accessibilité
Durée 1 h
Débat
L’enseignant demande aux élèves : Pourquoi les utilisateurs préfèrent-ils prendre leur voiture plutôt que les transports en commun ?
Au fur et à mesure de la discussion, l’enseignant peut introduire le terme « incivilités ».
On pourra remarquer que l’incivilité est présente quel que soit le mode de transport que l’on utilise (insécurité routière, agressions, non-respect des règles de vie dans les transports en commun…).
Les élèves témoignent des problèmes qu’ils rencontrent au quotidien.
S’il le souhaite, l’enseignant peut introduire le problème de l’accessibilité des personnes à mobilité réduite dans les transports (qui, lorsqu’elle n’est pas respectée, est une sorte d’incivilité institutionnelle).
En exploitant ce qui a été vu lors des séances précédentes, la classe pourra s’interroger sur les causes de ces incivilités (le temps de trajet, la saturation, les nuisances sonores, la propreté et le confort, le comportement des autres usagers qui agit sur le nôtre…).
Classe de CM2 de Marion Fouret (Le Kremlin-Bicêtre)
Module pédagogique Séquence 1 Partie II Séance 4 – Comment bien voyager ensemble ?
Modélisation (par groupes)
Par groupe, les élèves imaginent des solutions pour améliorer le quotidien de tous les usagers. Ils les représentent par des dessins, des textes, des schémas… ou simplement en discutant. Les solutions pourraient être d’augmenter la fréquence des transports en commun pour les désaturer, d’aménager les espaces communs pour les rendre plus conviviaux (services, commerces, esthétique des lieux…), d’encourager les habitants à utiliser les transports doux (ou « modes actifs »), de créer des espaces pour ces derniers… Mais en général, les élèves sont très punitifs et proposent plus de surveillance (amendes, contrôles, caméras…).
Mise en commun
Les solutions des élèves sont présentées et expliquées à l’ensemble de la classe. En milieu rural ou en milieu urbain, les réponses seront bien différentes d’une classe à l’autre.
Si l’enseignant le souhaite il pourra ouvrir sur un autre type d’incivilités : le risque d’accident. Si l’on considère un risque 1 en voiture :
• Le risque d’accident est de 1,5 à 2 fois supérieur à pied ou à vélo.
• Le risque est 8 fois supérieur en cyclomoteur ou en motocyclette.
• Le risque est très inférieur à 1 en transport en commun.
• Plus il y a de vélos en circulation, moins il y a d’accidents impliquant des vélos (car les automobilistes tiennent davantage compte de la présence des cyclistes).
Conclusion
La classe élabore une conclusion collective, par exemple : Les utilisateurs des transports sont soumis à différentes incivilités qui nuisent à leur qualité de vie.
Enchaînements possibles
Si l’on souhaite étudier les impacts des transports sur le milieu naturel on peut mettre en œuvre la séquence suivante. Si l’on souhaite commencer à envisager les solutions aux impacts déjà étudiés, on peut passer directement à la partie III (L’écomobilité).
Les solutions proposées par les élèves dans cette séance pourront servir de pistes et d’introduction à la séquence « Ville idéale » de la partie III.
Classe de CM2 de Marion Fouret (Le Kremlin-Bicêtre)
Séquence 2 : Impacts des transports sur les écosystèmes
Niveaux accessibles
CE2, CM1, CM2, 6e
Présentation de la séquence
Cette séquence est constituée de six séances.
Les transports impactent sur le vivant à travers différents processus : tout ce qui appartient à la création d’infrastructures (la consommation d’espace qui peut fragmenter les habitats et imperméabiliser les sols) ou encore à l’alimentation énergétique (consommation de ressources, changement climatique, pollution de l’air…).
Le scénario conceptuel page suivante permet de suivre la progression notionnelle, exprimée en langage élève.
Résumé des séances
Titre Modalités
d’investigation Résumé
1 : Les transports ont- ils un impact sur les écosystèmes ?
Étude documentaire
Les élèves énoncent leur vision des impacts issus du transport sur les écosystèmes. À partir de photographies, ils précisent ces impacts et imaginent des solutions pour limiter la fragmentation des habitats.
2 : Comment les villes se sont-elles étendues en 200 ans ?
Étude documentaire
À l’aide de deux photographies d’une même ville prises à deux époques différentes, les élèves constatent l’étalement urbain au détriment d’espaces abritant de la biodiversité.
3 : Que devient l’eau des pluies sur différents sols ?
Expérimentation
Les élèves testent l’infi ltration de l’eau dans différents types de sol et constatent que les surfaces bitumées imperméabilisent les sols.
4 : Quelles sont les sources d’énergie que
l’on utilise ? Étude documentaire
Les élèves approchent les notions de l’énergie (utilisation, forme, source…), notamment à travers des illustrations de différents moyens de transport.
5 : Y a-t-il un lien entre les transports et le changement climatique ?
Étude documentaire
Les élèves tracent les graphiques de l’évolution du CO2 et de la température moyenne globale.
Ils font le lien entre transports et changement climatique.
6 : Quelle est l’effi cacité énergétique de nos moyens de transport ?
Résolution de problèmes
Après avoir fait des calculs de conversion
d’énergie, les élèves comparent la consommation d’énergie de différents moyens de transport pour déplacer 300 personnes sur 10 kilomètres.
Module pédagogique Partie II Séquence 2 – Impacts des transports sur les écosystèmes
Certains modes de transport nuisent à l’environnement.
Séances introductive et 1
La construction de routes, lignes de chemin de fer,
infrastructures…
fragmentent les écosystèmes.
La taille des habitats diminue et certains
êtres vivants sont isolés des autres. Des
espèces fi nissent par disparaître.
Il existe des solutions pour protéger les espèces
et leurs habitats (contournements,
aménagements).
Certains transports libèrent des polluants.
Les énergies fossiles (pétrole, gaz et charbon) provoquent
l’émission de gaz à effet de serre.
Les polluants sont absorbés par les
végétaux et se retrouvent dans les chaînes alimentaires.
Les infrastructures imperméabilisent
les sols.
L’énergie musculaire peut être utilisée pour les transports
individuels et de courte distance.
Les ressources en eau sont diminuées.
Les transports nécessitent différents
types de ressources.
Les énergies renouvelables (solaire,
éolien) sont encore peu développées.
Le déplacement d’une charge nécessite de dépenser de l’énergie.
Le terme énergie peut se référer à une forme d’énergie (thermique, électrique…) ou à une source d’énergie (vent, soleil, pétrole,
uranium, aliment…).
L’étalement urbain entraîne la perte d’espaces agricoles et un rallongement des distances parcourues quotidennement.
Séance 1 Séance 3
Séance 3
Séance 4 Séance 4 Séances 4 et 5
Séance 4
Séance 4
Séance 7
Séance 7
Séance 4 Séance 2
Séance 1
Séance 1
Les stocks d’énergie fossiles sont limités et bientôt épuisés. Pour cette raison, ces énergies
sont de plus en plus chères.
Les émissions de gaz à effet de serre sont responsables du changement climatique.
Il est nécessaire de réduire la consommation d’énergie.
Tous les moyens de transport n’ont pas la même effi cacité énergétique : avec la même dépense d’énergie, certains permettent de parcourir une plus grande distance que d’autres.
Les transports en commun sont en général plus effi caces que la voiture.
Séance 4
Séance 5
Séance 5
Séance 6
Séance 6
Séance 1 – Les transports ont-ils un impact sur les écosystèmes ?
Niveaux accessibles CE2, CM1, CM2, 6e Résumé
Les élèves énoncent leur vision des impacts issus du transport sur les écosystèmes. À partir de photographies, ils précisent ces impacts et imaginent des solutions pour limiter la fragmentation des habitats.
Notions
• Les transports ont de multiples impacts sur les écosystèmes.
• La construction de routes, lignes de chemin de fer, infrastructures…
fragmentent les écosystèmes.
• La taille des habitats diminue et certains êtres vivants sont isolés des autres. Des espèces fi nissent par disparaître.
• Il existe des solutions pour protéger les espèces et leurs habitats (contournements, aménagements…).
Modalité
d’investigation Étude documentaire
Matériel • Photocopie de la fi che 23 (Impacts sur le vivant)
• Photocopie de la fi che 24 (Fragmentation des habitats) Lexique Biodiversité, écosystème, fragmentation des habitats
Durée 1 h 20
Question initiale
Pour démarrer cette séquence, l’enseignant demande: Quels impacts les transports ont-ils sur les espèces vivantes ? Les élèves répondent individuellement sur leur cahier.
Mise en commun
L’enseignant recueille les propositions des élèves, qui sont discutées collectivement. À ce stade, il peut être nécessaire de faire un rappel sur la notion d’écosystème (ensemble formé par un milieu naturel et les organismes qui y vivent). D’autres termes comme biodiversité, environnement, milieu naturel…
peuvent également être discutés.
L’enseignant distribue une photocopie de la fi che 23 (Impacts sur le vivant) et, si possible, en projette une version couleur. À partir des photographies, les élèves complètent la liste précédente. L’enseignant s’attachera à utiliser le bon vocabulaire pour chaque impact, respectivement :
• fragmentation des habitats ;
• consommation d’espace (surface bitumée au détriment d’un sol naturel) ;
• déchets ;
• prélèvement de ressources (extraction du pétrole) ;
• mortalité par collision ;
• transports d’espèces qui deviennent invasives (exemple des perruches à collier, espèce à l’origine tropicale et désormais très installée en Île-de-France) ;
• pollution de l’air (on peut également évoquer la pollution de l’eau).
Étude documentaire (par groupes)
L’enseignant demande ensuite : À votre avis, les lignes de chemin de fer sont-elles les seules à fragmenter les habitats ? Il note les réponses des élèves.
Module pédagogique Séance 1 – Les transports ont-ils un impact… Séquence 2 Partie II
Il distribue ensuite la fi che 24 (Fragmentation des habitats) qui présente, vus du ciel, les différents axes de communication qui traversent la forêt de Fontainebleau (région parisienne). On pourra alors discuter des problèmes que cela engendre : isolation d'individus, reproductions diminuées, mortalité par collision…
De même que pour la fi che précédente, l’enseignant peut également la projeter à l’écran, en couleur (surtout si les photocopies sont en noir et blanc).
Par groupe de quatre élèves, ils imaginent des solutions pour permettre le passage des animaux.
On peut imaginer :
• des arbres de part et d’autre de la tranchée (obligeant les oiseaux à passer plus haut)… mais attention aux risques de chute sur la route ou le rail en cas de tempête !
• des tunnels (un crapauduc…), des passages à faune, des ponts, passerelles, contournements…
• d’autres dispositifs plus complexes existent, et peuvent parfois être mentionnés par certains élèves, comme par exemple des émetteurs à ultrason qui éloignent les animaux des routes.
Mise en commun
Les élèves présentent leurs travaux et discutent de chaque solution et de son intérêt pour les espèces.
Ce type de travail peut amener certains élèves à se demander pourquoi l’homme devrait protéger la nature en général ou certains animaux en particulier (exemple de réaction : « … puisque de toutes façons, on les mange »). Ces réactions sont une bonne occasion pour discuter d’une façon plus globale de la place de l’homme dans la nature, les équilibres, les chaînes alimentaires, la biodiversité…
Conclusion
La classe élabore une conclusion collective, par exemple : Les transports ont de multiples impacts sur les écosystèmes, ils fragmentent notamment les habitats des êtres vivants, mais il existe des solutions que l’on peut mettre en place.
Prolongement possible
Si on le souhaite, on peut concevoir et réaliser les dispositifs proposés par les élèves sous forme de maquettes.
Classe de CM2 de Cécile Perrin (Le Kremlin-Bicêtre)
Module pédagogique Partie II Séquence 2 Séance 1 – Les transports ont-ils un impact…
FICHE 23 Impacts sur le vivant
Consignes :
• Explique les impacts que peuvent avoir les transports sur les écosystèmes à l’aide des photos.
• Imagine un dispositif permettant de limiter les collisions avec des animaux
FICHE 24
Fragmentation des habitats
Photographie aérienne de la forêt de Fontainebleau Source : Géoportail
Forêt de Fontainebleau
• 20 000 hectares
• 5 000 espèces végétales dont chênes, pins sylvestres, hêtres…
• 6 600 espèces animales dont chevreuils, sangliers, cerfs…
Module pédagogique Séance 2 – Comment les villes se sont-elles étendues… Séquence 2 Partie II
Séance 2 – C omment les villes se sont-elles étendues en 200 ans ?
Niveaux accessibles CE2, CM1, CM2, 6e Résumé
À l’aide de deux photographies d’une même ville prises à deux époques différentes, les élèves constatent l’étalement urbain au détriment d’espaces agricoles.
Notion L’étalement urbain entraîne la perte d’espaces agricoles et un rallongement des distances parcourues quotidiennement.
Modalité
d’investigation Étude documentaire
Matériel • Photocopie de la fi che 25 (Étalement urbain), si possible au format A3
• (facultatif) Salle informatique
Lexique Habitats, étalement urbain, fragmentation
Durée 45 min
Étude documentaire (par binôme)
L’enseignant distribue les deux photographies de la fi che 25 (Étalement urbain). Elles représentent la ville de Chartres en 1820 et en 2013.
Il demande : Quelles sont les évolutions entre ces deux photographies ? puis Comment pourrait-on le vérifi er ? Les élèves proposent différentes méthodes : dessiner les contours de la ville à ces 2 dates sur des calques et les superposer ensuite ; ou alors, colorier les surfaces agricoles et urbanisées et comparer leurs proportions.
Pour déterminer si un carreau est urbanisé ou non, plusieurs méthodes sont possibles :
• Vérifi er grâce à Google Map ou Géoportail, en zoomant sur la zone (nécessite une salle informatique).
• Dire que l’on considère un carreau comme urbain dès qu’il est rempli à au moins 50 % de « gris ».
• On peut pratiquer la compensation : si 2 carreaux proches l’un de l’autre sont partiellement remplis, on peut n’en colorier qu’un seul si (au jugé) la somme des deux fait à peu près un carreau entier.
Deux façons de comparer l’étalement de la ville de Chartres.
À gauche, un élève a dessiné, sur 2 calques, les contours de la ville en 1820 et en 2013.
À droite, un groupe d’élèves colorie les espaces naturels autour de la ville, à ces 2 dates.
Classe de CM2 de Cécile Perrin (Le Kremlin-Bicêtre)
Mise en commun
Quelle que soit la méthode employée, la mise en commun fait très facilement ressortir le fait que la ville de Chartres s’est étendue ces 200 dernières années.
On peut quantifi er cet étalement (au choix : par groupes, ou collectivement) sachant qu’un carreau, sur la fi che documentaire, correspond à une surface de 0,8 km2. Tableau récapitulatif :
En 1820 En 2013 Nombre de carreaux agricoles 111 carreaux 76 carreaux Nombre de carreaux urbanisés 33 carreaux 68 carreaux
Pourcentage urbanisé 22,9 % 47,2 %
Superfi cie urbanisée 26,4 km2 54,4 km2 Résultats en 200 ans Surface urbanisée doublée
L’enseignant complète cette activité en précisant qu’en France, 6 000 km sont artifi cialisés par an, soit l’équivalent d’un département français tous les dix ans23.
Il ouvre la discussion sur la nécessité de préserver les espaces naturels autour des villes, ne serait-ce que pour en assurer l’approvisionnement (nourriture, eau, énergie…).
Finalement, l’enseignant pose la question : Pourquoi la ville gagne-t-elle du terrain ?
Il n’y a pas de réponse simple à cette question car la ville gagne du terrain pour un ensemble de raisons : l’augmentation démographique, le prix des loyers en centre-ville, le développement des transports (routiers et ferrés qui permettent aux habitants de s’éloigner des villes), la volonté de bénéfi cier d’un « pavillon »… Mais cet étalement urbain n’est pas sans conséquence pour l’homme et son milieu (approvisionnement, temps de trajet, consommation d’énergie…).
Conclusion
La classe élabore une conclusion collective, par exemple : L’étalement urbain entraîne la perte d’espaces agricoles et augmente les distances parcourues quotidiennement (trajet domicile-travail) ainsi que la consommation d’énergie.
23. Source : Institut français de l’environnement.
Module pédagogique Partie II Séquence 2 Séance 2 – Comment les villes se sont-elles étendues…
FICHE 25 Étalement urbain
Source : Géoportail
Consigne : Comparer les deux photos de la ville de Chartres en 1820 et en 2013. Si un carreau correspond à 0,8 km2, quelle est la surface agricole qui a disparu en 2 siècles ?
Ville de Gasville- Oisème
Aérodrome de Chartres
Zone actuellement en construction
Séance 3 – Q ue devient l’eau des pluies sur différents sols ?
Niveaux accessibles CE2, CM1, CM2, 6e
Résumé Les élèves testent l’infi ltration de l’eau dans différents types de sol et comprennent que les surfaces bitumées imperméabilisent les sols.
Notions • Les infrastructures imperméabilisent les sols.
• Les ressources en eau sont diminuées.
Modalité
d’investigation Expérimentation
Matériel
• Photocopie de la fi che 26 (Les eaux de ruissellement)
• Bassines
• Sols : graviers, sable, terre et bitume (soit un morceau, soit dans la cour)
• Passoires
• Pâte à modeler
Lexique Ruissellement, infi ltration
Durée 1 h
Étude documentaire
L’enseignant distribue une photocopie de la fi che 26 (Les eaux de ruissellement) et laisse les élèves répondre individuellement à la consigne.
Mise en commun
Il est probable que les élèves feront l’hypothèse que l’eau va ruisseler jusqu’à la bouche d’égout et qu’en cas de forte pluie il y ait un risque d’inondation.
Cependant, il peut y avoir un désaccord sur le fait que l’eau va s’infi ltrer, ou pas, dans le bitume.
L’enseignant demande alors Comment pourrait-on vérifi er que l’eau va s’infi ltrer ? et recueille les propositions des élèves.
Expérimentation (par binôme)
Les exemples d’expériences suivantes permettent de vérifi er l’infi ltration de l’eau dans différents sols : cailloux, sable, terre et bitume.
Dans chaque situation, on verse la même quantité d’eau (sauf pour la dernière où cela n’est pas nécessaire) et on chronomètre son temps d’infi ltration. On veillera à commencer et terminer le chronomètre au même moment à chaque fois.
Classe de CM1/CM2 de Sylvie Rebet (Megève)
Module pédagogique Partie II Séquence 2 Séance 3 – Que devient l’eau des pluies…
Mise en commun
À l’issue de ces expériences, on peut se rendre compte que l’eau s’infi ltre plus ou moins rapidement selon les sols. Le bitume empêche l’eau de s’infi ltrer, contrairement à la terre par exemple.
Type de sol Sable Cailloux Terre Bitume Temps
d’infi ltration 40 s 10 s 8 s jamais
Les élèves discutent des problèmes que cela peut entraîner si toutes les surfaces sont bitumées. On pourra parler des problèmes d’inondation et de renouvellement des ressources en eau. Ce dernier impact pourrait permettre de faire un rappel sur le cycle de l’eau.
Conclusion
La classe élabore une conclusion collective, par exemple : Les infrastructures (routes, parkings…) imper- méabilisent les sols, ce qui peut entraîner des risques d’inondation ou d’épuisement des ressources en eau.
FICHE 26
Les eaux de ruissellement
Consigne : Que devient l’eau s’il pleut un peu ? et s’il pleut beaucoup ?
Module pédagogique Partie II Séquence 2 Séance 4 – Quelles sont les sources d’énergie…
Séance 4 – Q uelles sont les sources d’énergie que l’on utilise ?
Niveaux accessibles CM2, 6e
Résumé Les élèves approchent la notion d’énergie (utilisation, forme, source…), notamment à travers des illustrations de différents moyens de transport.
Notions
• Les transports nécessitent différents types de ressources.
• Le déplacement d’une charge nécessite de dépenser de l’énergie.
• Le terme énergie peut se référer à une forme d’énergie (thermique, électrique…) ou à une source d’énergie (vent, soleil, pétrole, uranium, aliment…).
• L’énergie musculaire peut être utilisée pour les transports individuels et de courte distance.
• Les énergies renouvelables (solaire, éolien) sont encore peu développées.
• Les énergies fossiles (pétrole, gaz et charbon) provoquent l’émission de gaz à effet de serre.
• Les stocks d’énergie fossiles sont limités et bientôt épuisés. Pour cette raison ces énergies sont de plus en plus chères.
Modalité
d’investigation Étude documentaire
Matériel Photocopie de la fi che 27 (Les moyens de transport et leurs sources d’énergie)
Lexique Énergie, source d’énergie, forme d’énergie
Durée 1 h
Étude documentaire (individuellement)
L’enseignant distribue des photocopies de la fi che 27 (Les moyens de transport et leurs sources d’énergie). Il demande aux élèves : Pour chacun de ces moyens de transport, de quoi a-t-on besoin pour le faire fonctionner ? On discutera, ici, du terme « énergie » sans chercher à avoir une défi nition formelle.
On se contentera de dire que l’énergie permet de chauffer, d’éclairer, de déplacer…
L’enseignant demande aux élèves de lister sur leur cahier les énergies qu’ils connaissent, puis de classer leurs réponses en différenciant les sources d’énergie (vent, eau, pétrole…) et les formes d’énergie associée (éolienne, hydraulique, thermique).
Si cela est nécessaire, les élèves peuvent s’aider des photographies de sources d’énergie présentées sous celles des moyens de transport.
Mise en commun
Sur une feuille, on crée en classe entière un tableau comprenant trois colonnes : le moyen de transport, sa source d’énergie et sa forme, comme dans l’exemple ci-après.
Moyens de
transport Source d’énergie
Forme d’énergie produite par la source et utilisée par le moyen de transport
Voiture solaire Soleil Énergie solaire
Bateau Vent Énergie éolienne
Vélo Alimentation Énergie musculaire
Voiture Pétrole (énergie fossile) Énergie thermique
Train Uranium (centrale nucléaire) Énergie électrique
Avion Pétrole (énergie fossile) Énergie thermique
On pourra discuter de la forme de l’énergie fi nale de tous ces moyens de transport : l’énergie mécanique ! Le tableau ci-dessus permet également de rappeler que, pour se transporter (ou déplacer des charges lourdes) sur de longues distances et/ou rapidement, les énergies musculaires sont peu effi caces. On peut néanmoins constater que, pour les petits trajets du quotidien, l’énergie musculaire (marche, vélo…) suffi t dans la plupart des cas.
Notes scientifi ques
• Ici, on ne considère pas les formes d’énergie intermédiaires (par exemple, l’énergie électrique dans le cas de la voiture solaire), mais uniquement les formes initiale et finale. L’énergie finale est toujours de l’énergie mécanique pour un moyen de transport, puisqu’il s’agit de mettre une charge en mouvement.
• Le terme « énergie fossile » ne représente pas une forme d’énergie mais une appellation qui comprend le pétrole, le charbon et le gaz naturel. Il est mis en opposition aux énergies renouvelables et nucléaires.
• Le programme scolaire de cycle 3 ne définit pas le terme « source d’énergie ». Pour le collège, c’est « un phénomène naturel à partir duquel il est possible de retirer de l’énergie (eau, vent, soleil, combustion et nucléaire) ».
Classe de 6e EIST de Sophie Gouet (Paris)
Module pédagogique Partie II Séquence 2 Séance 4 – Quelles sont les sources d’énergie…
Conclusion
La classe élabore une conclusion collective, par exemple : Le déplacement d’une charge nécessite de dépenser de l’énergie qui peut être de forme et de source différentes.
Enchaînements possibles
• Si on ne l’a pas déjà fait :
– Séance « Les transports ont-ils un impact sur la qualité de l’air ? », page 137, pour étudier le lien entre le trafi c automobile et les émissions de polluants (NOx).
– Séance « Qu’est-ce qui est à l’origine de la pollution dans une automobile ? », page 108, pour étudier le lien entre les moteurs thermiques et les émissions de CO2.
– Séance « Tous les moyens de transport permettent-ils la même activité physique ? », page 147, pour comparer les dépenses énergétiques liées à différents modes de transport.
• On peut également aller vers la séance suivante pour faire le lien entre la consommation d’énergie fossile, les émissions de CO2 et le changement climatique.
FICHE 27
Les moyens de transport et leurs sources d’énergie Les énergies utilisées dans le transport :
Les sources d’énergie utilisées dans les transports :
Module pédagogique Partie II Séquence 2 Séance 5 – Y a-t-il un lien entre les transports…
Séance 5 – Y a-t-il un lien entre les transports et le changement climatique ?
Niveaux accessibles CM1, CM2, 6e Résumé
Les élèves tracent les graphiques de l’évolution du CO2 et de la température moyenne globale. Ils font le lien entre transports et changement climatique.
Notions
• Les énergies fossiles (pétrole, gaz et charbon) provoquent l’émission de gaz à effet de serre.
• Les émissions de gaz à effet de serre sont responsables du changement climatique.
• Il est nécessaire de réduire notre consommation d’énergie.
Modalité
d’investigation Étude documentaire
Matériel Photocopie de la fi che 28 (Température et concentration de CO2) Lexique Gaz à effet de serre, révolution industrielle
Durée 1 h
Avant-propos
Avant de faire cette séance, il est nécessaire d’avoir fait la séance 2 (Qu’est-ce qui est à l’origine de la pollution dans une automobile ?) de la séquence « L’automobile » (partie I, Histoire et Invention) pour étudier le lien entre les moteurs thermiques et les émissions de CO2,ainsi que la séance précédente (Quelles sont les sources d’énergie que l’on utilise ?).
Question initiale
La séance débute par un rappel des élèves sur les liens entre les moteurs thermiques et les émissions de CO2. L’enseignant demande ensuite : Quel serait le lien entre l’utilisation de certaines énergies et le changement climatique ? La réponse attendue est l’émission de certains gaz lors de la combustion, comme le CO2 par exemple.
Étude documentaire (par binômes)
L’enseignant distribue la fi che 28 qui présente deux graphiques : l’augmentation du CO2 en fonction des années et l’augmentation de la température moyenne en fonction des années24.
La moitié des binômes travaillent sur le premier graphique et l’autre sur le deuxième. Lorsque les binômes comparent leurs résultats, l’enseignant leur demande d’écrire leurs remarques.
Mise en commun
Les deux graphiques, assez similaires, permettent de faire une corrélation entre la concentration de l’atmosphère en CO2 et la température moyenne globale.
Cette corrélation n’est pas, en soi, une preuve que le CO2 est un gaz à effet de serre. Néanmoins, à notre niveau, on se contentera de ces données (on peut éventuellement annoncer qu’il existe beaucoup d’autres données qui vont dans le même sens). L’enseignant peut également préciser qu’aujourd’hui, l’utilisation massive de la voiture est responsable de 12 à 17 % des émissions de CO2.
24. Sources : P.D. Jones et M.E. Mann, Climate Over PastMillennia, Reviews of Geophysics, vol. 42, 6 Mai 2004 / Groupe international d’experts sur le climat, 2007.
Conclusion
La classe élabore une conclusion collective, par exemple : Depuis la révolution industrielle, les activités humaines, en particulier les transports (mais pas uniquement), émettent de grandes quantités de gaz à effet de serre. Ces gaz s’accumulent dans l’atmosphère et réchauffent le climat global.
Prolongements possibles
Si on souhaite travailler davantage sur le CO2 et l’effet de serre, on peut faire quelques séances du projet « Le climat, ma planète… et moi ! »25, en particulier dans la séquence 3 : « Quelles sont les origines du changement climatique ? ».
25. « Le climat, ma planète… et moi ! », éditions Le Pommier, 2008… également disponible sur le site de la fondation La main à la pâte : www.fondati on-lamap.org/climat
Module pédagogique Partie II Séquence 2 Séance 5 – Y a-t-il un lien entre les transports…
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FICHE 28
Température et concentration de CO2
Température moyenne sur Terre
de 1000 à 2100 Année Température
en °C
1000 14,8
1100 14,8
1200 14,7
1300 14,7
1400 14,8
1500 14,7
1600 14,7
1700 14,7
1800 14,7
1850 14,7
1900 14,7
1950 14,8
2000 15,0
2020 15,7
2040 16,3
2060 16,9
2080 17,4
2100 17,8
Concentration en CO2
de 1000 à 2100 Année CO2 (ppm)
1000 277
1100 280
1200 279
1300 284
1400 282
1500 283
1600 280
1700 278
1800 282
1850 287
1900 296
1950 313
2000 358
2020 410
2040 470
2060 570
2080 650
2100 720
Température moyenne sur Terre observée et simulée depuis l'an 1000 jusqu'en 2100, en degrés C
Concentration de l'atmosphère en CO2 (ppm) observée et simulée depuis l'an 1000 jusqu'en 2100
Séance 6 – Quelle est l’effi cacité énergétique de nos moyens de transport ?
Niveaux accessibles CM2, 6e Résumé
Après avoir fait des calculs de conversion d’unités d’énergie, les élèves comparent la consommation d’énergie de différents moyens de transport pour déplacer 300 personnes sur 10 kilomètres.
Notions
• Tous les moyens de transport n’ont pas la même effi cacité énergétique : avec la même dépense d’énergie, certains permettent de parcourir une plus grande distance que d’autres.
• Les transports en commun sont en général plus effi caces que la voiture.
Modalité
d’investigation Résolution de problème Matériel
• Calculatrice
• Photocopie de la fi che 29 (Consommation énergétique de différents moyens de transport)
Lexique Conversion, consommation d’énergie
Durée 1 h
Avant-propos :
Si cette séance est réalisée au collège, il peut être intéressant de la préparer avec l’enseignant de mathématiques afi n de faire un rappel sur la proportionnalité et les règles de conversion.
Résolution de problème (par binômes)
L’enseignant distribue aux élèves la fi che 29 (Consommation énergétique de différents moyens de transport) et explique l’objectif de l’exercice : les élèves vont devoir comparer la consommation d’énergie de plusieurs moyens de transport.
Après avoir vérifi é que toutes les informations présentes dans le tableau sont bien comprises, l’enseignant demande collectivement pourquoi on ne peut pas comparer les différents véhicules à partir des données de la première ligne. Les élèves remarquent que la comparaison est impossible car les unités sont différentes (litres d’essence / 100 km ; kWh / km ; kcal / km). Il est donc nécessaire, dans un premier temps, de convertir
toutes les énergies dans la même unité et, dans un deuxième temps, de calculer la consommation d’énergie du bus, du vélo, du tram et d’une voiture pour transporter 300 personnes sur 1 kilomètre.
Remarque : les exercices de conversion sont souvent diffi ciles pour les élèves. Il est nécessaire de réaliser l’opération collectivement pour 1 moyen de transport
(par exemple, le vélo et le bus). Classe de 6e EIST de Sophie Gouet (Paris)
Module pédagogique Partie II Séquence 2 Séance 6 – Quelle est l’effi cacité énergétique…
Une fois que l’enseignant s’est assuré que la gymnastique a été bien comprise, il peut laisser les élèves travailler en binômes.
Mise en commun
Les élèves obtiennent les consommations suivantes :
Bus Voiture Tram Vélo
Consommation d’énergie
45 litres d’essence
/100 km
7 litres d’essence /100 km 6 kWh/km 20 kcal /km
Nombre de personnes
transportées 80 1 5 300 1
Consommation d’énergie pour 1 km
(kWh)
1,8 0,28 0,28 6 0,02
Nombre de véhicules nécessaires pour
transporter 300 personnes
4 300 60 1 300
Consommation d’énergie en kWh
pour transporter 300 personnes sur 1 km
7,2 84 16,8 6 6,7
On peut alors discuter de l’effi cacité énergétique des différents moyens de transport (et insister sur le nombre de personnes transportées dans chaque cas) et de l’intérêt des modes actifs (l’utilisateur n’a pas de contrainte d’horaire, de stationnement… et il pratique une activité physique bonne pour sa santé).
Note pédagogique
Il peut paraître étrange de comparer l’efficacité de moyens de transport sur une distance de 1 km… alors que, sur cette distance, l’idéal est de se déplacer à pied ou à vélo. Ce choix a été fait pour limiter les calculs de conversion, déjà assez nombreux.
On peut, bien sûr, tout ramener à un trajet de 10 km, plus réaliste s’agissant des transports urbains au quotidien.
Conclusion
La classe élabore une conclusion collective, par exemple : Tous les moyens de transport n’ont pas la même effi cacité énergétique. Les transports doux (vélo) consomment très peu d’énergie et sont adaptés à des courts trajets. Les transports en commun sont plus effi caces que la voiture.
FICHE 29
Consommation énergétique de différents moyens de transport
Exercice : Compare la consommation d’énergie de différents véhicules.
Bus Voiture Tram Vélo
Consommation d’énergie
45 litres d’essence
/100 km
7 litres d’essence /100 km 6 kWh/km 20 kcal /km
Nombre de personnes
transportées dans un véhicule
80 1 5 300 1
Consommation d’énergie pour 1 km (kWh)
1,8 0,02
Nombre de véhicules
nécessaires pour transporter 300 personnes
300
Consommation d’énergie en kWh pour transporter 300 personnes sur 1 km
6,7
Règles de conversion (tenant compte du rendement des moteurs à combustion) :
•
1 litre d’essence est équivalent à environ 4 kWh.• 1 kWh représente environ 900 kcal.
Source : www.manicore.com
1re étape : calculer la consommation en kWh pour un trajet de 1 km réalisé en bus, en voiture et à vélo.
2e étape : calculer combien de véhicules sont nécessaires pour transporter 300 personnes.
3e étape : calculer la consommation d’énergie (en kWh) pour le déplacement de 300 personnes sur 1 km réalisé avec les véhicules suivants :
• Voitures individuelles (1 personne par voiture)
• En voiture, avec co-voiturage (5 personnes par voiture)
• En bus
• En tram (300 personnes par rame)
• À vélo
Séquence 1 : État des lieux : les transports en France et dans le monde
Niveaux accessibles
CE2, CM1, CM2, 6e
Présentation de la séquence
Cette séquence est constituée de trois séances.
Les élèves étudient l’organisation des réseaux de transport et distinguent les transports de marchandises et de personnes. Ils enquêtent sur l’évolution des modes de déplacement ces dernières années (trois générations).
Le scénario conceptuel ci-dessous permet de suivre la progression notionnelle, exprimée en langage élève.
Résumé des séances
L’utilisation massive des transports et en particulier de la voiture pose des problèmes pour la santé, l’environnement et la qualité de vie.
Certains moyens de transport ont un faible impact sur l’environnement : on parle de transports doux (marche, vélo, rollers…).
Un pédibus nécessite de défi nir des règles.
Communiquer sur la mise en place d’un pédibus permet de faire le trajet plus en sécurité et de sensibiliser la collectivité et les citoyens.
Ces transports doux sont particulièrement adaptés aux courts trajets.
Les transports doux peuvent être utilisés sur le trajet domicile-école : c’est le pédibus.
Lorsqu’il se déplace, le piéton ou le cycliste doit veiller à sa sécurité et à celle des autres.
Séances 1 et 4
Séance 1
Séance 1
Séance 1
Séance 4
Séances 2 et 3
Séances 2 et 3
Titre Modalités
d’investigation Résumé
1 : (optionnelle)
Comment le transport s’organise-t-il en France ?
Étude documentaire
Par groupe, les élèves étudient l’organisation de différents moyens de transport (aériens, ferrés, routiers, navals). Ensemble ils reconstituent les différents réseaux de communication en France.
2 : D’où vient mon
jean ? Étude documentaire Les élèves étudient le parcours de fabrication d’un objet de la vie courante : le jean.
3 : Comment le
transport de personnes a-t-il évolué ?
Étude documentaire
Les élèves mènent une enquête intergénérationnelle afi n d’étudier comment les transports de personnes ont évolué ces 50 dernières années.
Module pédagogique Séquence 1 Partie III Séance 1 – Comment le transport s’organise-t-il…
Séance 1 – (optionnelle) Comment le transport s’organise-t-il en France ?
Niveaux conseillés CM2, 6e Résumé
Par groupe, les élèves étudient l’organisation de différents moyens de transport (aériens, ferrés, routiers, navals). Ensemble ils reconstituent les différents réseaux de communication en France.
Notions
• Le transport de personnes et de marchandises permet de répondre à de nombreux besoins.
• Les transports s’organisent selon de grands axes terrestres, maritimes, aériens qui relient la capitale aux grandes métropoles régionales (réseau en étoile).
• Ces grandes métropoles régionales sont reliées aux autres grandes villes d’Europe et du monde.
• Autour de chaque grande métropole il existe des réseaux secondaires qui relient les villes plus petites (réseaux en étoile à plus petite échelle).
Modalité
d’investigation Étude documentaire
Matériel
• Salle informatique indispensable, avec une connexion Internet de bonne qualité
Pour chaque binôme :
• Photocopie de la fi che 30 (Evolution du temps de trajet en train depuis Paris)
• Photocopie de la fi che 31 (L’organisation du transport en France)
• Photocopie de la fi che 32 (Carte de France à reconstituer) Lexique Trafi c, réseaux, communication
Durée 2 h
Étude documentaire (par binômes)
L’enseignant demande : Comment le transport s’organise-t-il sur notre territoire ? Les élèves notent leurs propositions. En salle informatique, ils se répartissent par binômes pour étudier au moins un type de transport parmi l’avion, le bateau, la voiture, le train, le métro (pour les classes concernées).
Chaque binôme reçoit les fi ches correspondantes ou se connecte sur le site qui le concerne et recherche les informations proposées dans la fi che 31 (L’organisation du transport en France). Dans chaque cas, il repère les grandes agglomérations.
Avant de les laisser en autonomie, prendre le temps de défi nir collectivement les termes spécifi ques (trafi c, réseau, couloir, zone, période, ferroviaire, rame…).
Les élèves peuvent s’intéresser spécifi quement à la France, mais aussi étendre leur étude à l’Europe, de façon à montrer comment les grandes métropoles régionales sont reliées entre elles (autoroutes, train à
grande vitesse, aéroports, autoroutes de la mer). Classe de CM2 de Cécile Perrin (Le Kremlin-Bicêtre)
